Разработка схемы синтеза тозильного спейсера для применения в качестве энтеросорбентов вируса SARS-COV-2
ВВЕДЕНИЕ
Нанотехнологии, как совокупность научных и технических знаний о наноразмерных объектах, бурно развиваются на протяжении последних десятилетий. Одним из направлений этого развития является наномедицина. Эта область использует разработки в сфере нанотехнологий для создания новых методов диагностики, лечения и профилактики заболеваний.
Пандемия COVID-19, вызванная вирусом SARS-COV-2, стала глобаль-ным вызовом для здравоохранения стран всего мира. Изменчивость и приспо-сабливаемость коронавируса к лечению обуславливают актуальность поиска новых лекарственных средств и вариантов их доставки.
Для борьбы с вирусными и инфекционными заболеваниями, в той или иной степени поражающими органы желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), ча-сто применяются сорбционные препараты. Их активные вещества связываются с определёнными функциональны группами (ФГ) и вместе с ними выводятся из организма. Благодаря высокой сорбционной способности лекарственных средств в результате наблюдается снижение вирусной нагрузки на организм человека и уменьшение симптомов поражения ЖКТ. Ещё большую эффектив-ность демонстрирует направленная доставка медикаментов непосредственно в зону патологического процесса, не затрагивающая взаимодействие активных веществ с неповреждёнными тканями. Всё это может быть реализовано при использовании нанотехнологичных материалов и методов.
Сорбционный препарат можно создать в виде наноразмерных частиц, заканч
СОДЕРЖАНИЕ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 8
ВВЕДЕНИЕ 9
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 11
1.1 Белки-ловушки вируса SARS-COV-2 11
1.2 Химическое модифицирование поверхности 12
1.3 Спейсерная молекула 14
1.4 Создание тозильного спейсера 16
1.4.1 Стадия 1 – пропильный спейсер 16
1.4.2 Стадия 2 – тозилирование 18
1.5 Выводы по разделу и постановка задач 19
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 20
2.1 Используемые материалы 20
2.2 Подготовка растворителей для реакций синтеза 22
2.3 Методы исследования физико-химических характеристик 23
2.4 Выводы по разделу 25
3 СИНТЕЗ ТОЗИЛЬНОГО СПЕЙСЕРА 26
3.1 Создание пропильного спейсера с помощью 3-хлор-1-пропанола 26
3.2 Создание пропильного спейсера с 3-хлорпропилтрихлорсиланом 28
3.3 Тозилирование частиц с пара-толуолсульфонилхлоридом 29
3.4 Выводы по разделу 30
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУЧЕННЫХ ЧАСТИЦ 31
4.1 Определение размера и дзета-потенциала частиц 31
4.2 Изучение состава оболочек методом ИК-Фурье спектроскопии 31
4.3 Качественное определение хемосорбированного белка 32
4.4 Количественное определение хемосорбированного белка 33
4.4.1 Подготовка буфера 33
4.4.2 Спектрофотометрический метод определения иммобилизованного белка на поверхности наночастиц 33
4.4.3 Изотерма адсорбции альбумина на поверхности 35
4.5 Выводы по разделу 36
5 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 38
5.1 Характеристика объекта исследования ВКР 39
5.2 Охрана атмосферного воздуха 40
5.3 Охрана водных объектов от возможного негативного воздействия 43
5.4 Экологически безопасное обращение с отходами 45
5.5 Выводы по разделу 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 50
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Andersen K. G. et al. The proximal origin of SARS-CoV-2 //Nature medicine. – 2020. – Т. 26. – №. 4. – С. 450-452.
2. Шипаева Е. В. и др. Доклинические исследования противовирусной актив-ности гибридного белка RPH-137 и молнупиравира в отношении COVID-19 //БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. – 2022. – Т. 22. – №. 4. – С. 414-434.
3. Serfozo P. et al. Ang II (angiotensin II) conversion to angiotensin-(1-7) in the circulation is POP (prolyloligopeptidase)-dependent and ACE2 (angiotensin-converting enzyme 2)-independent //Hypertension. – 2020. – Т. 75. – №. 1. – С. 173-182.
4. Hamming I. et al. Tissue distribution of ACE2 protein, the functional receptor for SARS coronavirus. A first step in understanding SARS pathogenesis //The Journal of Pathology: A Journal of the Pathological Society of Great Britain and Ireland. – 2004. – Т. 203. – №. 2. – С. 631-637.
5. Hofmann H. et al. Susceptibility to SARS coronavirus S protein-driven infection correlates with expression of angiotensin converting enzyme 2 and infection can be blocked by soluble receptor //Biochemical and biophysical research communi-cations. – 2004. – Т. 319. – №. 4. – С. 1216-1221.
6. Batlle D., Wysocki J., Satchell K. Soluble angiotensin-converting enzyme 2: a potential approach for coronavirus infection therapy? //Clinical science. – 2020. – Т. 134. – №. 5. – С. 543-545.
7. Glasgow A. et al. Engineered ACE2 receptor traps potently neutralize SARS-CoV-2 //Proceedings of the National Academy of Sciences. – 2020. – Т. 117. – №. 45. – С. 28046-28055.
8. Wysocki J. et al. A novel soluble ACE2 variant with prolonged duration of action neutralizes SARS-CoV-2 infection in human kidney organoids //Journal of the American Society of Nephrology. – 2021. – Т. 32. – №. 4. – С. 795-803.
9. Tanaka S. et al. An ACE2 Triple Decoy that neutralizes SARS-CoV-2 shows en-hanced affinity for virus variants //Scientific Reports. – 2021. – Т. 11. – №. 1. – С. 12740.
10. Li W. et al. Angiotensin-converting enzyme 2 is a functional receptor for the SARS coronavirus //Nature. – 2003. – Т. 426. – №. 6965. – С. 450-454.
11. Ksiazek T. G. et al. A novel coronavirus associated with severe acute respiratory syndrome //New England journal of medicine. – 2003. – Т. 348. – №. 20. – С. 1953-1966.
12. Sarkar C. et al. Potential therapeutic options for COVID-19: current status, challenges, and future perspectives //Frontiers in pharmacology. – 2020. – Т. 11. – С. 572870.
13. Galagudza M., Korolev D., Postnov V., Naumisheva E., etc. Passive targeting of ischemic-reperfused myocardium with adenosine-loaded silica nanoparticles // International Journal of Nanomedicine. – 2012. - № 7. – С. 1–8.
14. Патент № 2456024 Российская Федерация, МПК А61М 5/00 (2006.01), А61К 38/17 (2006.01), А61К 47/48 (2006.01), А61Р 9/10 (2006.01), В82В 1/00 (2006.01). Способ кардиопротекции: № 2010116541/14 : заявл.26.04.2010 : опубл. 20.07.2012 / Галагудза М. М., Королёв Д. В., Сыренский А. В., Сонин Д. Л., Александров И. В., Минасян С. М., Постнов В. Н. Кирпичева Е. Б. ; заявитель ФГУ Патент на изобретение RU 2456024 C2. Способ кардиопротекции: заявл.: 26.04.2010, опубл.: 20.07.2012, бюл. №20./ ФГБУ «НМИЦ им. В. А. Алмазова» Минздрава России. – 11 с. : ил. – Текст : непосредственный.
15. Галагудза М.М. и д.р. Направленная доставка лекарственных препаратов – итоги последних лет и перспективы / Галагудза М.М., Королёв Д.В., Сонин Д.Л., Александров И.В., Постнов В.Н., Папаян Г.В., Шляхто Е.В. // Нанотехнологии экология производство. – 2010. - № 1. – С. 132-138.
16. Галагудза М.М. и др. Пассивная направленная доставка лекарственных препаратов в ишемизированный миокард с использованием
Полученный очищенный дихлорметан также хранили в банке из тёмного стекла, закрытой крышкой с парафиновой прокладкой.
Методы исследования физико-химических характеристикРаспределение по размерам и дзета-потенциал частиц изучали в водной среде при помощи метода динамического рассеяния света (Dynamic Light Scattering - DLS) и метода электрофоретического рассеяния света (ELS - Electrophoretic Light Scattering) соответственно с помощью прибора Zetasizer Ultra (Malvern Instruments, UK).
Метод DLS основан на определении коэффициента диффузии частиц в растворе в результате анализа характерного времени флуктуаций интенсивности рассеянного света. Частицы образца обладают хаотическим броуновским движением, что вызывает флуктуации их концентрации. Лазерный луч, проходящий через образец, частично рассеивается на неоднородностях показателя преломления, образующимс